DE2063028A1 - Verfahren zur herstellung von ziegeln aus rotschlamm - Google Patents
Verfahren zur herstellung von ziegeln aus rotschlammInfo
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Description
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ι-^ '? ' r'' Pat 249
Dr. Be/B
Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Ziegeln, insbes. Mauerziegeln, wobei als
Hauptkomponente der bei der Tonerdeproduktion aus Bauxit nach dem Bayer-Verfahren als Nebenbestandteil
anfallende Rotschlamm eingesetzt wird.
Bei der Tonerdeherstellung aus Bauxit nach dem Bayer-Verfahren fallen auf die Tonne eingesetzten Bauxits f
ge nach Herkunft bis zu 2 to filterfeuchter Rotschlamm
mit 40 - 50 % Wassergehalt an. Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, diesen Rotschlamm, der ein lästiges
Abfallprodukt darstellt, zu verwerten. Unter anderem hat man auch versucht, den Rotschlamm zu Ziegeln zu
verarbeiten. Bei den Versuchen, Ziegel herzustellen, ist man jedoch zu keinem Ergebnis gekommen, da die
Steine infolge des hohen Alkaligehaltes bis zu 10 Gew.-%, bezogen auf getrockneten Rotschlamm, zu Ausblühungen
neigten. Außerdem kam es bereits bei der Herstellung der Rohlinge zu erheblichen Schwierigkeiten, beispielsweise
mangelnder Formbeständigkeit und ferner zu Risse- g bildung infolge hoher Schrumpfung beim Trocken- und
Brennprozess (DAS 1 292 570).
Aus der deutschen Auslegeschrift 1 292 570 ist weiterhin
bekannt, dem Ton eine kleine Menge an Rotschlamm zuzusetzen, um auf diese Weise die Ziegel einzufärben.
Dadurch ist natürlich das Problem, die riesigen Rotschi
amm-Menge η zu beseitigen, nicht zu lösen.
Überraschenderweise wurde nunmehr gefunden, daß Rotschlamm
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in Abmischung mit Ton zu formbeständigen Ziegeln, die
nicht ausblühen, verarbeitet werden kann«, wenn der
Rotschlamm vor der Vermischung auf eine Restfeuchte zwischen 15 und 35 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 25
Gew.-%, abgetrocknet und in Mengen von 50 - 92 Gew.-%,
vorzugsweise von ?O - 90 Gew.-%, bezogen auf die
Trockensubstanz der Mischung, mit Ton vermischt, die
entstandene Mischung mit einer Feuchte von 18 - 25 Gew.-%, die erforderlichenfalls durch Zugabe von
Wasser einzustellen ist, verformt wird und die iOrmlinge
anschließend in bei der Ziegelherstellung bekannter Weise bei einer Temperatur unterhalb 700C
mit erwärmten Gasen getrocknet und bei Temperaturen zwischen 900 und 10000C zu Ziegeln gebrannt werden.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß die chemische Bindung der freien Alkalien (Verglasung)
im Rotschlamm durch Abtrocknung auf die angegebene Restfeuchte und Zusatz von mindestens 8 Gew.-% Ton,
bezogen auf Trockensubstanz, zur Mischung bereits bei Temperaturen von 900 bis 10000C erreicht wird.
Bei dieser Temperatur tritt noch keine Erweichung ein, so daß formbeständige, nicht ausblühende Ziegeln
erhalten werden.
Es war am Anmeldetag nicht vorhersehbar und konnte auch aus dem Stand der Technik nicht abgeleitet
werden, daß solche Rotschlamm-Ton-Gemische, deren Rotschlammanteil zwischen 50 - 92 Gew.-% liegt,, in
so hervorragender Weise für die Ziegelherstellung geeignet sind. Es mußte im Gegenteil erwartet werden,
daß die bei der Bildung von Rotschlammziegeln beschriebene Schwindung und Rissebildung im verstärkten
Maße bei Gemischen mit hohem Rotschlammanteil auftritt,
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Es muß in diesem Zusammenhang auch noch als überraschend
bezeichnet werden, daß Rotschlamm in Mengen über 50 Gew.-% und einer Restfeuchte unterhalb
15 Qev.-% in Hischung mit Ton keine formbeständigen
Rohlinge mehr ergibt, da der Rotschlamm durch eine derartige Abtrocknung seine Grünstandfestigkeit
verliert. Daß die Abtrocknung des Rotschlamms auf die erfindungsgemäße Restfeuchte für
die Ziegelgewinnung von so großer Bedeutung ist, konnte nicht erwartet werden. Mischungen gemäß der
Erfindung lassen sich hervorragend verformen und die daraus hergestellten Rohlinge weisen auch eine sehr |
hohe Grünstandfestigkeit auf. Sie zeigen keinerlei Schwind- und Schrumpfungsrisse. Rohlinge, hergestellt
aus Rotschlamm mit einer oberhalb 35 Gew.-% liegenden Restfeuchte führen in Mischung mit Ton vor allem beim
Brennen zu starker Schrumpfung und Rißbildung.
Die Abtrocknung des Rotschlammes kann in bekannten
Schlammtrocknungsanlagen, beispielsweise kettenbehängten Drehofen oder Etagentrocknern erfolgen, wobei
der Trocknungsvorgang so geführt werden muß, daß eine teilweise Übertrocknung vermieden wird. Als Trockengase
können hierbei auch die heißen Abgase des Brennofens eingesetzt werden.
Die Vermischung des abgetrockneten Rotschlammes mit dem Ton kann in bekannter Weise in Mischschnecken,
Walzenstühlen, Kollergängen oder ähnlichen Aggregaten erfolgen. In gleicher Weise kann die Formung der Rohlinge
in den aus der Ziegelherstellung bekannten Strangpressen geschehen, wobei sich die Anwendung von Drücken
zwischen 8 und 12 atü als besonders vorteilhaft erwiesen hat. Für bestimmte Zwecke kann es auch zweckmäßig sein,
die Druckverformung im Vakuum, d. h. bei vermindertem Luftdruck vorzunehmen.
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Durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung wurde
erstmals entgegen der bisher herrschenden Meinung die Herstellung von Ziegeln aus überwiegenden Anteilen
von Rotschlamm ermöglicht. Da die hergestellten Produkte eine ausgezeichnete Festigkeit aufweisen, ist
hiermit ein wirtschaftlicher Weg für die Beseitigung eines lästigen Abfallproduktes der chemischen Industrie
gefunden. Das muß besonders deshalb hervorgehoben werden, weil von der Fachwelt trotz umfangreicher Untersuchungen
noch immer der Standpunkt vertreten wird, daß eine allgemeine wirtschaftliche Verwendungsmöglichkeit noch nicht
gefunden worden ist (Chemiker-Ztg. 82, Seiten 390/92 (1958). Das Verfahren soll anhand des nachfolgenden
Beispiels noch näher erläutert werden.
Filterfeuchter Rotschlamm mit einem Wassergehalt von 42 % wird mittels einer Pumpe in einen direkt mit öl
beheizten Kettentrockner aufgegeben. Der Rotschlamm enthält, bezogen auf !Trockensubstanz,
25 % Fe2O3, 25 % Al3O3, 17 % SiO2, 11 % Na2O, davon
1,5 % in wasserlöslicher Form, 6,8 % TiO2 und 2,9 % Ca0.
Der Rotschlamm verlässt den Trockner mit einer Feuchte von 2317 %· Einem Kastenbeschicker mit Abzugsband
werden jeweils 91»8 to des angetrockneten, 23?7 %
Wasser enthaltenen Rotschlamms und 35$7 to Ton mit einer Feuchte von 16 % aufgegeben.
Die Mischung wird anschließend über 2 Walzenstühle gegeben, wodurch eine vollkommene Homogenisierung erzielt
wird. Sie wird hierauf kontinuierlich einer Strangpresse zugeteilt, der ein Doppelwellenmischer vorgeschaltet ist. Der bei einem Druck von 10 atü ausgeformte
Strang wird auf die gewünschten Formate zugeschnitten und diese hierauf in einen Trockner eingebracht.
Die Trocknung wird mit erwärmten Gasen, die
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eine Temperatur von 4-50C bei der Aufgabe besitzen,
• durchgeführt.· Die Abgase verlassen den !Trockner mit
einer Temperatur von 320O.
Die getrockneten Rohlinge verlassen den Trockner mit einer Restfeuchte unter 1 % und werden anschließend
in einem Ziegelofen bei einer Temperatur von 95O0C
zu Ziegeln gebrannt. Auf diese Weise hergestellten Mauerziegeln hatten nach DIN 105 eine Druckfestigkeit
von über 400 kp/cm und erreichen damit die höchste Güteklasse.
Nach einer röntgenographischen Untersuchung zeigten g
die Ziegeln folgende Phasenzusammensetzung:
Nephelin (Na,K) AlSiO4 23 - 30 Gew.-%
Glas, bestehend aus Nephelin +
Anorthit im Mengenverhältnis
von ca. 1 : 1 26 - 34- Gew.-%
Fe2TiO5 13-16 Gew.-%
Hämatit, Fe2O5 11-13 Gew.-%
Quarz, SiO2 2-7 Gew.-%
Rutil, TiO2 2-3 Gew.-%
Bei dieser Phasenzusammensetzung ist, wie bekannt, keine Reaktion mit Atmosphärilien zu erwarten.
Die chemische Analyse der bei verschiedenen Temperaturen erbrannten Ziegeln zeigt, wie aus nachfolgender
Tabelle zu ersehen ist, daß bei Ziegeln, die mit einer Brenntemperatur zwischen 900 und 10000C erbrannt wurden,
der Gehalt an löslichen Salzen so weit gesenkt ist, daß keine Ausblühgefährdung auftritt. Bei einem Gesamtanteil
(wasserlöslich und -unlöslich) an SO, von 0,4· Gew.-%
betrug der wasserlösliche, ausblühfähige Anteil nur 0,04 Gew.-%.
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Brenntemp. wasserlösl. wasserlösl. gea. S0:
°"
"- O Gew.-% SO, Gew.-% Gew.-%
800 0,40 0,10 0,4
900 0,30 0,05 0,4
1000 0,10 0,01 0,4
Handelsübliche Mauerziegeln wiesen dagegen einen Gehalt bis zu 0,4 Gew.-% wasserlöslichen SO^ auf»
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Claims (1)
- Patent ansprüche/ι )J Verfahren zur Herstellung von formbeständigen, nicht aueblühenden Ziegeln aus Botschlamm in Abmischung mit Ton, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotschlamm vor der Vermischung auf eine Restfeuchte zwischen 15 und 35 Gew.-%, vorzugsweise 20 - 25 Gew.-%, abgetrocknet und in Mengen von 50 - 92 Gew.-%, vorzugsweise von 70 - 90 Gew.-%, bezogen auf die Trockensubstanz der Mischung,mit Ton vermischt, die entstandene Mischung mit äeiner Feuchte von 18 - 25 Gew.-%, die erforderlichenfalls durch Zugabe von Wasser einzustellen ist, verformt wird und die Formlinge anschließend in bei der Ziegelherstellung bekannter Weise bei einer Temperatur unterhalb 700C mit erwärmten Gasen getrocknet und bei Temperaturen zwischen 900 und 10000C zu Ziegeln gebrannt werden.2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formgebung der Rotschlamm-Tonerde-Mischungen bei Preßdrücken von 8 bis 12 atü erfolgt.5) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formgebung unter vermindertem Luftdruck erfolgt.209827/0815
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